車載電源装置
【課題】急峻で大きな回生電力を効率よく蓄電し、長寿命化できる車載電源装置を得る。
【解決手段】車両の制動時や減速時には、エンジン９に連結されたモータジェネレータ６が発電機として動作し車両の慣性エネルギーを電力に変換するが、電子制御ユニット１０はインバータ４及び第２のＤＣ／ＤＣコンバータ３を制御してモータジェネレータ６が発電した電力を直流電力に変換して電気二重層キャパシタ７に蓄積する。一定時間車両の運転が停止されるときは、その停止を電子制御ユニット１０が一定時間電気二重層キャパシタ７への電力の蓄積動作が行われていないことにて検出して、第３のＤＣ／ＤＣコンバータ５を制御して電気二重層キャパシタ７の電荷をバッテリ１へ移すか他で消費させて電圧を零にする。電気二重層キャパシタ７に回生電力を効率よく蓄積し、長時間使用しないときはその端子電圧を零にするので、電気二重層キャパシタ７を長寿命化できる。
【解決手段】車両の制動時や減速時には、エンジン９に連結されたモータジェネレータ６が発電機として動作し車両の慣性エネルギーを電力に変換するが、電子制御ユニット１０はインバータ４及び第２のＤＣ／ＤＣコンバータ３を制御してモータジェネレータ６が発電した電力を直流電力に変換して電気二重層キャパシタ７に蓄積する。一定時間車両の運転が停止されるときは、その停止を電子制御ユニット１０が一定時間電気二重層キャパシタ７への電力の蓄積動作が行われていないことにて検出して、第３のＤＣ／ＤＣコンバータ５を制御して電気二重層キャパシタ７の電荷をバッテリ１へ移すか他で消費させて電圧を零にする。電気二重層キャパシタ７に回生電力を効率よく蓄積し、長時間使用しないときはその端子電圧を零にするので、電気二重層キャパシタ７を長寿命化できる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車載電源装置、例えば従来自動車やハイブリッド自動車や電気自動車などの車両に適用可能な車載電源装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車の二酸化炭素排出量の削減を目指して、エネルギー利用効率や燃費の向上が強く求められている。近年、従来のエンジンのみで走行する従来自動車に加えて、エンジンとモータジェネレータとを組み合わせたハイブリッド自動車や、モータのみで走行する電気自動車などの電動車両が登場し、燃費向上や航続距離延長などの走行性能を高めるために車両に搭載される直流電源装置の大容量化が進んでいる。具体的には、直流電源装置を大容量化する手段として、複数の蓄電装置を並列接続したものがある。また、燃費向上や航続距離延長を行うために、車両の減速時においてモータジェネレータで発生する回生電力を、ＤＣ／ＤＣコンバータを介して蓄電装置に蓄電する車載電源装置としての電源システムにおいて、蓄電装置に電気二重層キャパシタを用いることができる旨、記載されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−０２７７９８号公報（段落番号００１９〜００２０及び図１）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記のような電源システムにおいて、蓄電装置に電気二重層キャパシタを用いた場合、電気二重層キャパシタを充放電する場合、電気二重層キャパシタは二次電池に比し端子電圧が大きく変化するという電気特性を有している。具体的には、電気二重層キャパシタに充電するとその端子電圧は充電される電荷に比例して上昇し、電気二重層キャパシタから放電すると端子電圧は放電される電荷に比例して低下する。そして、電気二重層キャパシタの電圧が非常に低い状態で回生電力を蓄電すると、蓄電用のＤＣ／ＤＣコンバータの許容量を超える大きな充電電流が流れ、ＤＣ／ＤＣコンバータの破損につながるという問題点がある。
【０００５】
また、電気二重層キャパシタの特有の特性の一つとして、印加電圧と寿命に関係があり、印加電圧が高いほど短寿命になることが、例えば、Ｍ．Ｏｋａｍｕｒａ，“Ｓｔａｔｕｓ Ｒｅｐｏｒｔ ２００６ ｏｎ ＥＣａＳＳ ａｎｄ ｔｈｅ Ｎａｎｏｇａｔｅ−ｃａｐａｃｉｔｏｒｓ”（Ｐａｇｅ１５２及びＦｉｇｕｒｅ ３）に記載されている。従って、車載電源装置の非使用時に、本来必要でないにも拘わらず電気二重層キャパシタに高い電圧を印加し続けると無駄に短寿命化するという問題点もある。さらに、蓄電装置に用いる二次電池においては、急峻で大きな回生電力を蓄電したり、急激な大電流を放電したりすることにより大幅な寿命の低下を招くので、このような用途には電気二重層キャパシタを効果的に用いたいという要請がある。
本発明は上記の問題点を解決するためになされたものであり、急峻で大きな回生電力を効率よく蓄電し、長寿命化できる車載電源装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明に係る車載電源装置においては、蓄電装置、エネルギー回収用電力変換装置、充電用電力変換装置、電気二重層キャパシタ及び制御装置を備え車両に搭載される車載電源装置であって、
上記エネルギー回収用電力変換装置は、上記車両の慣性エネルギーを回収するために電気エネルギーに変換した電力を変換して上記電気二重層キャパシタに蓄積するものであり、
上記充電用電力変換装置は、上記電気二重層キャパシタを上記蓄電装置に接続するものであり、
上記制御装置は、上記エネルギー回収用電力変換装置の動作が所定時間以上停止するときに上記電気二重層キャパシタに蓄積されたエネルギーを上記蓄電装置に蓄積するかあるいは消費することにより上記電気二重層キャパシタの端子電圧を所定値以下に低下させるとともに、上記エネルギー回収用電力変換装置の動作開始に先立ち上記充電用電力変換装置を動作させ上記電気二重層キャパシタの端子電圧が上記所定値よりも高い第２の所定値になるように上記蓄電装置から上記電気二重層キャパシタに充電するものである。
【発明の効果】
【０００７】
この発明は、蓄電装置、エネルギー回収用電力変換装置、充電用電力変換装置、電気二重層キャパシタ及び制御装置を備え車両に搭載される車載電源装置であって、
上記エネルギー回収用電力変換装置は、上記車両の慣性エネルギーを回収するために電気エネルギーに変換した電力を変換して上記電気二重層キャパシタに蓄積するものであり、
上記充電用電力変換装置は、上記電気二重層キャパシタを上記蓄電装置に接続するものであり、
上記制御装置は、上記エネルギー回収用電力変換装置の動作が所定時間以上停止するときに上記電気二重層キャパシタに蓄積されたエネルギーを上記蓄電装置に蓄積するかあるいは消費することにより上記電気二重層キャパシタの端子電圧を所定値以下に低下させるとともに、上記エネルギー回収用電力変換装置の動作開始に先立ち上記充電用電力変換装置を動作させ上記電気二重層キャパシタの端子電圧が上記所定値よりも高い第２の所定値になるように上記蓄電装置から上記電気二重層キャパシタに充電するものであるので、
急峻で大きな回生電力を効率よく蓄電し、かつ長寿命化できる車載電源装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】この発明の実施の形態１である車載電源装置の構成を示す構成図である。
【図２】車載電源装置の動作を説明するための説明図である。
【図３】図１の車載電源装置の変形例を示す構成図である。
【図４】さらに図１の車載電源装置の別の変形例である車載電源装置の構成を示す構成図である。
【図５】この発明の実施の形態２である車載電源装置の構成を示す構成図である。
【図６】図５の車載電源装置の変形例を示す構成図である。
【図７】さらに図５の車載電源装置の別の変形例である車載電源装置の構成を示す構成図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
実施の形態１．
図１〜図４は、この発明を実施するための実施の形態１を示すものであり、図１は車載電源装置の構成を示す構成図、図２は動作を説明するための説明図、図３は図１の車載電源装置の変形例を示す構成図、図４はさらに別の変形例である車載電源装置の構成を示す構成図である。図１において、蓄電装置としてのバッテリ１のプラス側端子は第１のＤＣ／ＤＣコンバータ２の端子２ａ及び第３のＤＣ／ＤＣコンバータ５の端子５ａに接続されており、バッテリ１のマイナス側端子は第１のＤＣ／ＤＣコンバータ２の端子２ｂ及び第３のＤＣ／ＤＣコンバータ５の端子５ｂに接続されている。第１のＤＣ／ＤＣコンバータ２の端子２ｃは、第２のＤＣ／ＤＣコンバータ３の端子３ａ及びインバータ４の直流側端子である端子４ａ及び平滑コンデンサ８の一方の端子に接続されている。
【００１０】
第１のＤＣ／ＤＣコンバータ２の端子２ｄは、第２のＤＣ／ＤＣコンバータ３の端子３ｂ及びインバータ４の直流側端子である端子４ｂ及び平滑コンデンサ８の他方の端子に接続されている。第２のＤＣ／ＤＣコンバータ３の端子３ｃは第３のＤＣ／ＤＣコンバータ５の端子５ｃ及び電気二重層キャパシタ７の一方の端子に接続されている。第２のＤＣ／ＤＣコンバータ３の端子３ｄは第３のＤＣ／ＤＣコンバータ５の端子５ｄ及び電気二重層キャパシタ７の他方の端子に接続されている。インバータ４の図示しない交流側端子と交流回転電機としてのモータジェネレータ（Ｍ／Ｇ）６とが接続されており、モータジェネレータ６と内燃機関としてのエンジン（ＥＮＧ）９が機械的に結合されている。インバータ４は、例えば三相分のスイッチング素子を含むブリッジ回路を有し、電子制御ユニット１０からの信号Ｓ４に基づいてスイッチング動作を行うことにより、直流を可変周波数可変電圧の三相交流に変換し、モータジェネレータ６を電動機として動作させ車両を駆動する。モータジェネレータ６は、三相交流回転機であり、例えば三相交流同期電動発電機が用いられる。
【００１１】
制御装置としての電子制御ユニット（ＥＣＵ）１０は、図示しない上位の車両電子制御ユニットからの信号に基づいて信号Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４を発信し、第１のＤＣ／ＤＣコンバータ２、第２のＤＣ／ＤＣコンバータ３、第３のＤＣ／ＤＣコンバータ５及びインバータ４を制御する。上記上位の車両電子制御ユニットは、車両の状態（力行動作や回生動作の状態判断等）、アクセルペダルの開度や車両速度などに基づいて電子制御ユニット１０に信号を送出する。なお、第１のＤＣ／ＤＣコンバータ２、第２のＤＣ／ＤＣコンバータ３、第３のＤＣ／ＤＣコンバータ５は、一例としては、スイッチング素子、整流素子、リアクトル、平滑コンデンサ、制御回路で構成されるチョッパ回路であり、電子制御ユニット１０からの信号Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４に基づいて電圧変換を行う。なお、第３のＤＣ／ＤＣコンバータ５がこの発明における充電用電力変換装置であり、第２のＤＣ／ＤＣコンバータ３がこの発明における直流−直流電力変換装置であり、インバータ４がこの発明における回転機用電力変換装置であり、第２のＤＣ／ＤＣコンバータ３及びインバータ４がこの発明におけるエネルギー回収用電力変換装置である。
【００１２】
次に、動作について図１及び図２を用いて説明する。まず、車両の運転が夜間など長時間停止されていて、翌朝使用開始される場合について説明する。使用開始時には、端子電圧は例えば零であるとする（詳細、後述）。車両の使用開始に際し図示しない始動スイッチが入れられると、電子制御ユニット１０は第３のＤＣ／ＤＣコンバータ５に信号Ｓ３を発信して図２（ａ）における時間ｔ１において第３のＤＣ／ＤＣコンバータ５を動作させ、端子５ａ，５ｂ間の電圧すなわちバッテリ１の電圧を変換して電気二重層キャパシタ７を図２（ｂ）に示すように定電流Ｊｃｃで充電し、電気二重層キャパシタ７の端子電圧を図２（ａ）のＶｃのように直線状に上昇させ、この発明における第１の所定値（後述）よりも高い第２の所定値としての所定のキャパシタ初期充電電圧Ｖｃｓ（例えば電気二重層キャパシタ７の定格電圧の１／３〜１／２）まで上昇させ，時間ｔ２において充電を停止する。バッテリ１の電力で走行するときは電子制御ユニット１０から信号Ｓ１を第１のＤＣ／ＤＣコンバータ２に出力してバッテリ１の電圧を別の電圧に変換し端子２ｃ，２ｄ間に出力させ、信号Ｓ４をインバータ４に出力して第１のＤＣ／ＤＣコンバータ２の出力を可変周波数可変電圧の三相交流に変換して出力させ、モータジェネレータ６を電動機として動作させ可変速駆動し走行させる。また、必要に応じてエンジン９にて車両を走行させる。
【００１３】
車両の制動時や減速時には、図示しない駆動輪に連結されたモータジェネレータ６が発電機として動作し車両の走行時における慣性エネルギーを電力に変換するが、電子制御ユニット１０はインバータ４に信号Ｓ４を発信しモータジェネレータ６が発電した交流電力を直流に変換して直流回収電力としての直流出力として出力させるとともに第２のＤＣ／ＤＣコンバータ３に信号Ｓ２を発信してインバータ４の直流出力を上記直流出力の電圧とは別の電圧の直流電力に変換して、端子３ｃ，３ｄに接続された電気二重層キャパシタ７に蓄電する。なお、平滑コンデンサ８はモータジェネレータ６が発電した電力をインバータ４が直流電力に変換するとき、端子４ａ，４ｂ間の電圧を平滑する。また、必要に応じて電子制御ユニット１０は第２のＤＣ／ＤＣコンバータ３に信号Ｓ２を発信するとともにインバータ４に信号Ｓ４を発信し、電気二重層キャパシタ７に蓄積されたエネルギー（電荷）を、第２のＤＣ／ＤＣコンバータ３及びインバータ４を介して可変周波数可変電圧の三相交流電力に変換しモータジェネレータ６の駆動に用いるとともに、適宜第３のＤＣ／ＤＣコンバータ５に信号Ｓ３を発信しバッテリ１に適した電圧に変換し、バッテリ１に充電蓄積する。このようにして、急激に発生する回生エネルギーを急速充放電が可能でサイクル特性に優れ充放電効率の高い電気二重層キャパシタ７に一時的に蓄積し、その後バッテリ１に移したり、モータジェネレータ６による走行に使用する。
【００１４】
また、一定時間車両の運転が停止されるとき例えば翌朝までの間使用が停止されるときは、電子制御ユニット１０はその停止を例えば一定時間電気二重層キャパシタ７への蓄電動作が行われていないことを例えば電子制御ユニット１０から信号Ｓ２が一定時間発信されていないことにより検出して、信号Ｓ３を第３のＤＣ／ＤＣコンバータ５に発信して、まず時間ｔ３において電気二重層キャパシタ７に充電されている電荷をバッテリ１へ移す動作を開始させ、時間ｔ４において、電気二重層キャパシタ７の電圧をこの発明における第１の所定値としての零にする。このとき、電気二重層キャパシタ７の端子電圧は、例えば図２（ａ）に示すＶｃｄのように定格電圧Ｖｃｒから零になり、電気二重層キャパシタ７の放電電流Ｊｃｄは、図２（ｂ）に示すように変化する。これにより、電気二重層キャパシタ７は不使用時は端子電圧が零にされる。なお、一定時間車両の運転が停止される場合を検出する検出方法は、図示していない上位の車両制御ユニットにて電子制御ユニット１０から信号Ｓ２が一定時間発信されていないことにより検出したり、あるいは他の方法によって検出してもよい。また、電気二重層キャパシタ７の端子電圧をこの発明における第１の所定値としての零にするとして説明したが、一定値以下の低い電圧であれば電気二重層キャパシタ７の寿命は延びるので、第１の所定値は必ずしも零である必要はない。
【００１５】
なお、ハイブリッド自動車を想定したモータジェネレータとエンジンとを組み合わせた車両に搭載される車載電源装置について説明を行ったが、図３に示すように車両が電気自動車であってバッテリ１に蓄積された電気エネルギーをインバータ４を介して交流回転電機としての車両駆動用のモータ１２に供給し車両を駆動し、車両の制動時や減速時にはモータ１２が発電機として動作して回生電力をインバータ４により直流に変換するものであっても、同様の効果を奏する。さらに、図４に示すように従来の自動車であるエンジン９により駆動されるオルタネータ（整流装置内蔵三相交流発電機）１１がその端子１１ａ，１１ｂを介して第１のＤＣ／ＤＣコンバータ２及び第２のＤＣ／ＤＣコンバータ３に接続され、車両の制動時や減速時にはエンジン９を介してオルタネータ１１が駆動され回生電力を電気二重層キャパシタ７やバッテリ１に蓄積する車載電源装置であっても、同様の効果を奏する。
【００１６】
以上のように、この実施の形態によれば、車両の使用開始時に電気二重層キャパシタ７を初期充電することにより、車両が走行するときの慣性エネルギーを電気二重層キャパシタ７に蓄電するときに非常に大きなキャパシタ充電電流が第２のＤＣ／ＤＣコンバータ３に流れることを抑制することができ、急峻に発生するモータジェネレータ６からの大きな回生電力（回生エネルギー）を効率良く電気二重層キャパシタ７に蓄電でき、なおかつ車載電源装置の非使用時に電気二重層キャパシタ７の端子電圧を零あるいは所定値以下の値に制御することにより、電気二重層キャパシタ７の長寿命化を図ることができる。また、急峻に発生するモータジェネレータ６からの大きな回生電力を、まず急速充放電が可能でサイクル特性に優れ充放電効率の高い電気二重層キャパシタ７に蓄積することにより、バッテリ１への急激で大きな電流での充放電を抑制することができ、バッテリ１を長寿命化できるという効果も奏する。
【００１７】
実施の形態２．
図５〜図７は、この発明を実施するための実施の形態２を示すものであり、図５は車載電源装置の構成を示す構成図、図６は図５の車載電源装置の変形例を示す構成図、図７はさらに別の変形例である車載電源装置の構成を示す構成図である。図５において、図１における第２のＤＣ／ＤＣコンバータ３及び第３のＤＣ／ＤＣコンバータ５の双方の機能を第４のＤＣ／ＤＣコンバータ１３に持たせたものである。図５において、バッテリ１のプラス側端子は第１のＤＣ／ＤＣコンバータ２の端子２ａに接続されており、バッテリ１のマイナス側端子は第１のＤＣ／ＤＣコンバータ２の端子２ｂに接続されている。第１のＤＣ／ＤＣコンバータ２の端子２ｃは、第４のＤＣ／ＤＣコンバータ１３の端子１３ａ、インバータ４の端子４ａ及び平滑コンデンサ８の一方の端子に接続されている。第１のＤＣ／ＤＣコンバータ２の端子２ｄは、第４のＤＣ／ＤＣコンバータ１３の端子１３ｂ、インバータ４の端子４ｂ及び平滑コンデンサ８の他方の端子に接続されている。
【００１８】
第４のＤＣ／ＤＣコンバータ１３の端子１３ｃは電気二重層キャパシタ７の一方の端子に接続されており、第４のＤＣ／ＤＣコンバータ１３の端子１３ｄは電気二重層キャパシタ７の他方の端子に接続されている。モータジェネレータ６とエンジン９は機械的に連結されている。また、制御装置としての電子制御ユニット２０は、第１のＤＣ／ＤＣコンバータ２、第４のＤＣ／ＤＣコンバータ１３及びインバータ４をここには図示されていない上位車両電子制御ユニットからの信号に基づいて、信号Ｓ６，Ｓ７，Ｓ８を発信して制御する。なお、第４のＤＣ／ＤＣコンバータ１３がこの発明における直流−直流電力変換装置であり、かつこの発明における充電用電力変換装置として兼用されるものであり、第４のＤＣ／ＤＣコンバータ１３及びインバータ４がこの発明におけるエネルギー回収用電力変換装置である。
【００１９】
次に、動作について図５及び図２を用いて説明する。車両の使用開始に際し、図示しない始動スイッチが入れられると、電子制御ユニット２０は第１のＤＣ／ＤＣコンバータ２、第４のＤＣ／ＤＣコンバータ１３に信号Ｓ６，Ｓ７を発信して、図２（ａ）における時間ｔ１において第１のＤＣ／ＤＣコンバータ２、第４のＤＣ／ＤＣコンバータ１３を動作させ、端子１３ａ，１３ｂ間の電圧を変換して電気二重層キャパシタ７を図２（ｂ）に示すように定電流Ｊｃｃで充電し、電気二重層キャパシタ７の端子電圧を図２（ａ）のＶｃのように直線状に上昇させ、この発明における第１の所定値よりも高い第２の所定値としての所定のキャパシタ初期充電電圧Ｖｃｓ（例えば電気二重層キャパシタ７の定格電圧の１／３〜１／２）まで上昇させ，時間ｔ２において充電を停止する。
【００２０】
車両の制動時や減速時には、図示しない駆動輪に連結されたモータジェネレータ６が発電機として動作し車両の慣性エネルギーを電力に変換するが、電子制御ユニット２０はインバータ４に信号Ｓ８を発信するとともに第４のＤＣ／ＤＣコンバータ１３に信号Ｓ７を発信し、モータジェネレータ６が発電した電力を直流電力に変換して、端子１３ｃ，１３ｄに接続された電気二重層キャパシタ７に蓄電する。その他の動作については、実施の形態１と同様である。
【００２１】
また、一定時間車両の運転が停止されるとき例えば翌朝までの間使用が停止されるときは、電子制御ユニット２０はその停止を例えば一定時間電気二重層キャパシタ７への蓄電動作が行われていないことを例えば電子制御ユニット２０から信号Ｓ７が一定時間発信されていないことにより検出して、信号Ｓ７及びＳ６を第４及び第１のＤＣ／ＤＣコンバータ１３及び２に発信して、まず時間ｔ３において電気二重層キャパシタ７に充電されている電荷をバッテリ１へ移す動作を開始させ、時間ｔ４において、電気二重層キャパシタ７の電圧をこの発明における第１の所定値としての零にする。このとき、電気二重層キャパシタ７の端子電圧は、例えば図２（ａ）に示すＶｃｄのように定格電圧Ｖｃｒから零になり、電気二重層キャパシタ７の放電電流Ｊｃｄは、図２（ｂ）に示すように変化する。これにより、電気二重層キャパシタ７は不使用時は端子電圧が零にされる。なお、一定時間車両の運転が停止される場合を検出する検出方法は、図示していない上位の車両制御ユニットにて電子制御ユニット２０から信号Ｓ２が一定時間発信されていないことにより検出したり、あるいは他の方法によって検出してもよい。また、電気二重層キャパシタ７の端子電圧をこの発明における第１の所定値としての零にするとして説明したが、一定値以下の低い電圧であれば電気二重層キャパシタ７の寿命は延びるので、第１の所定値は必ずしも零である必要はない。
【００２２】
なお、以上ではハイブリッド自動車を想定したモータジェネレータ６とエンジン９との組み合わせた車載電源装置について説明を行ったが、図６に示すように車両が電気自動車であってバッテリ１の電力を第１のＤＣ／ＤＣコンバータ２及びインバータ４を介してモータ１２に供給することにより車両を駆動し、車両の制動時や減速時にはモータ１２が発電機として動作して回生電力をインバータ４により直流に変換するものであっても、同様の効果を奏する。さらに、図７に示すように従来の自動車であるエンジン９により駆動される発電機としてのオルタネータ１１がその端子１１ａ，１１ｂを介して第１のＤＣ／ＤＣコンバータ２及び第４のＤＣ／ＤＣコンバータ１３に接続され、車両の制動時や減速時には車両の慣性エネルギーが車輪からエンジン９を介してオルタネータ１１に伝達されて駆動されオルタネータ１１で発電した回生電力を電気二重層キャパシタ７やバッテリ１に蓄電する車載電源装置であっても、同様の効果を奏する。また、車両の慣性エネルギーを電力に変換する発電機は、交流発電機に限られるものではなく、直流発電機であってもよく、この場合は例えば図１においてインバータ５の代わりに別のＤＣ／ＤＣコンバータを設けたり、あるいはインバータ５を省略することもできる。
【符号の説明】
【００２３】
１ バッテリ、３ 第２のＤＣ／ＤＣコンバータ、４ インバータ、
５ 第３のＤＣ／ＤＣコンバータ、６ モータジェネレータ、
７ 電気二重層キャパシタ、９ エンジン、１０，２０ 電子制御ユニット、
１１ オルタネータ、１２ モータ、１３ 第４のＤＣ／ＤＣコンバータ。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車載電源装置、例えば従来自動車やハイブリッド自動車や電気自動車などの車両に適用可能な車載電源装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車の二酸化炭素排出量の削減を目指して、エネルギー利用効率や燃費の向上が強く求められている。近年、従来のエンジンのみで走行する従来自動車に加えて、エンジンとモータジェネレータとを組み合わせたハイブリッド自動車や、モータのみで走行する電気自動車などの電動車両が登場し、燃費向上や航続距離延長などの走行性能を高めるために車両に搭載される直流電源装置の大容量化が進んでいる。具体的には、直流電源装置を大容量化する手段として、複数の蓄電装置を並列接続したものがある。また、燃費向上や航続距離延長を行うために、車両の減速時においてモータジェネレータで発生する回生電力を、ＤＣ／ＤＣコンバータを介して蓄電装置に蓄電する車載電源装置としての電源システムにおいて、蓄電装置に電気二重層キャパシタを用いることができる旨、記載されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−０２７７９８号公報（段落番号００１９〜００２０及び図１）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記のような電源システムにおいて、蓄電装置に電気二重層キャパシタを用いた場合、電気二重層キャパシタを充放電する場合、電気二重層キャパシタは二次電池に比し端子電圧が大きく変化するという電気特性を有している。具体的には、電気二重層キャパシタに充電するとその端子電圧は充電される電荷に比例して上昇し、電気二重層キャパシタから放電すると端子電圧は放電される電荷に比例して低下する。そして、電気二重層キャパシタの電圧が非常に低い状態で回生電力を蓄電すると、蓄電用のＤＣ／ＤＣコンバータの許容量を超える大きな充電電流が流れ、ＤＣ／ＤＣコンバータの破損につながるという問題点がある。
【０００５】
また、電気二重層キャパシタの特有の特性の一つとして、印加電圧と寿命に関係があり、印加電圧が高いほど短寿命になることが、例えば、Ｍ．Ｏｋａｍｕｒａ，“Ｓｔａｔｕｓ Ｒｅｐｏｒｔ ２００６ ｏｎ ＥＣａＳＳ ａｎｄ ｔｈｅ Ｎａｎｏｇａｔｅ−ｃａｐａｃｉｔｏｒｓ”（Ｐａｇｅ１５２及びＦｉｇｕｒｅ ３）に記載されている。従って、車載電源装置の非使用時に、本来必要でないにも拘わらず電気二重層キャパシタに高い電圧を印加し続けると無駄に短寿命化するという問題点もある。さらに、蓄電装置に用いる二次電池においては、急峻で大きな回生電力を蓄電したり、急激な大電流を放電したりすることにより大幅な寿命の低下を招くので、このような用途には電気二重層キャパシタを効果的に用いたいという要請がある。
本発明は上記の問題点を解決するためになされたものであり、急峻で大きな回生電力を効率よく蓄電し、長寿命化できる車載電源装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明に係る車載電源装置においては、蓄電装置、エネルギー回収用電力変換装置、充電用電力変換装置、電気二重層キャパシタ及び制御装置を備え車両に搭載される車載電源装置であって、
上記エネルギー回収用電力変換装置は、上記車両の慣性エネルギーを回収するために電気エネルギーに変換した電力を変換して上記電気二重層キャパシタに蓄積するものであり、
上記充電用電力変換装置は、上記電気二重層キャパシタを上記蓄電装置に接続するものであり、
上記制御装置は、上記エネルギー回収用電力変換装置の動作が所定時間以上停止するときに上記電気二重層キャパシタに蓄積されたエネルギーを上記蓄電装置に蓄積するかあるいは消費することにより上記電気二重層キャパシタの端子電圧を所定値以下に低下させるとともに、上記エネルギー回収用電力変換装置の動作開始に先立ち上記充電用電力変換装置を動作させ上記電気二重層キャパシタの端子電圧が上記所定値よりも高い第２の所定値になるように上記蓄電装置から上記電気二重層キャパシタに充電するものである。
【発明の効果】
【０００７】
この発明は、蓄電装置、エネルギー回収用電力変換装置、充電用電力変換装置、電気二重層キャパシタ及び制御装置を備え車両に搭載される車載電源装置であって、
上記エネルギー回収用電力変換装置は、上記車両の慣性エネルギーを回収するために電気エネルギーに変換した電力を変換して上記電気二重層キャパシタに蓄積するものであり、
上記充電用電力変換装置は、上記電気二重層キャパシタを上記蓄電装置に接続するものであり、
上記制御装置は、上記エネルギー回収用電力変換装置の動作が所定時間以上停止するときに上記電気二重層キャパシタに蓄積されたエネルギーを上記蓄電装置に蓄積するかあるいは消費することにより上記電気二重層キャパシタの端子電圧を所定値以下に低下させるとともに、上記エネルギー回収用電力変換装置の動作開始に先立ち上記充電用電力変換装置を動作させ上記電気二重層キャパシタの端子電圧が上記所定値よりも高い第２の所定値になるように上記蓄電装置から上記電気二重層キャパシタに充電するものであるので、
急峻で大きな回生電力を効率よく蓄電し、かつ長寿命化できる車載電源装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】この発明の実施の形態１である車載電源装置の構成を示す構成図である。
【図２】車載電源装置の動作を説明するための説明図である。
【図３】図１の車載電源装置の変形例を示す構成図である。
【図４】さらに図１の車載電源装置の別の変形例である車載電源装置の構成を示す構成図である。
【図５】この発明の実施の形態２である車載電源装置の構成を示す構成図である。
【図６】図５の車載電源装置の変形例を示す構成図である。
【図７】さらに図５の車載電源装置の別の変形例である車載電源装置の構成を示す構成図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
実施の形態１．
図１〜図４は、この発明を実施するための実施の形態１を示すものであり、図１は車載電源装置の構成を示す構成図、図２は動作を説明するための説明図、図３は図１の車載電源装置の変形例を示す構成図、図４はさらに別の変形例である車載電源装置の構成を示す構成図である。図１において、蓄電装置としてのバッテリ１のプラス側端子は第１のＤＣ／ＤＣコンバータ２の端子２ａ及び第３のＤＣ／ＤＣコンバータ５の端子５ａに接続されており、バッテリ１のマイナス側端子は第１のＤＣ／ＤＣコンバータ２の端子２ｂ及び第３のＤＣ／ＤＣコンバータ５の端子５ｂに接続されている。第１のＤＣ／ＤＣコンバータ２の端子２ｃは、第２のＤＣ／ＤＣコンバータ３の端子３ａ及びインバータ４の直流側端子である端子４ａ及び平滑コンデンサ８の一方の端子に接続されている。
【００１０】
第１のＤＣ／ＤＣコンバータ２の端子２ｄは、第２のＤＣ／ＤＣコンバータ３の端子３ｂ及びインバータ４の直流側端子である端子４ｂ及び平滑コンデンサ８の他方の端子に接続されている。第２のＤＣ／ＤＣコンバータ３の端子３ｃは第３のＤＣ／ＤＣコンバータ５の端子５ｃ及び電気二重層キャパシタ７の一方の端子に接続されている。第２のＤＣ／ＤＣコンバータ３の端子３ｄは第３のＤＣ／ＤＣコンバータ５の端子５ｄ及び電気二重層キャパシタ７の他方の端子に接続されている。インバータ４の図示しない交流側端子と交流回転電機としてのモータジェネレータ（Ｍ／Ｇ）６とが接続されており、モータジェネレータ６と内燃機関としてのエンジン（ＥＮＧ）９が機械的に結合されている。インバータ４は、例えば三相分のスイッチング素子を含むブリッジ回路を有し、電子制御ユニット１０からの信号Ｓ４に基づいてスイッチング動作を行うことにより、直流を可変周波数可変電圧の三相交流に変換し、モータジェネレータ６を電動機として動作させ車両を駆動する。モータジェネレータ６は、三相交流回転機であり、例えば三相交流同期電動発電機が用いられる。
【００１１】
制御装置としての電子制御ユニット（ＥＣＵ）１０は、図示しない上位の車両電子制御ユニットからの信号に基づいて信号Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４を発信し、第１のＤＣ／ＤＣコンバータ２、第２のＤＣ／ＤＣコンバータ３、第３のＤＣ／ＤＣコンバータ５及びインバータ４を制御する。上記上位の車両電子制御ユニットは、車両の状態（力行動作や回生動作の状態判断等）、アクセルペダルの開度や車両速度などに基づいて電子制御ユニット１０に信号を送出する。なお、第１のＤＣ／ＤＣコンバータ２、第２のＤＣ／ＤＣコンバータ３、第３のＤＣ／ＤＣコンバータ５は、一例としては、スイッチング素子、整流素子、リアクトル、平滑コンデンサ、制御回路で構成されるチョッパ回路であり、電子制御ユニット１０からの信号Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４に基づいて電圧変換を行う。なお、第３のＤＣ／ＤＣコンバータ５がこの発明における充電用電力変換装置であり、第２のＤＣ／ＤＣコンバータ３がこの発明における直流−直流電力変換装置であり、インバータ４がこの発明における回転機用電力変換装置であり、第２のＤＣ／ＤＣコンバータ３及びインバータ４がこの発明におけるエネルギー回収用電力変換装置である。
【００１２】
次に、動作について図１及び図２を用いて説明する。まず、車両の運転が夜間など長時間停止されていて、翌朝使用開始される場合について説明する。使用開始時には、端子電圧は例えば零であるとする（詳細、後述）。車両の使用開始に際し図示しない始動スイッチが入れられると、電子制御ユニット１０は第３のＤＣ／ＤＣコンバータ５に信号Ｓ３を発信して図２（ａ）における時間ｔ１において第３のＤＣ／ＤＣコンバータ５を動作させ、端子５ａ，５ｂ間の電圧すなわちバッテリ１の電圧を変換して電気二重層キャパシタ７を図２（ｂ）に示すように定電流Ｊｃｃで充電し、電気二重層キャパシタ７の端子電圧を図２（ａ）のＶｃのように直線状に上昇させ、この発明における第１の所定値（後述）よりも高い第２の所定値としての所定のキャパシタ初期充電電圧Ｖｃｓ（例えば電気二重層キャパシタ７の定格電圧の１／３〜１／２）まで上昇させ，時間ｔ２において充電を停止する。バッテリ１の電力で走行するときは電子制御ユニット１０から信号Ｓ１を第１のＤＣ／ＤＣコンバータ２に出力してバッテリ１の電圧を別の電圧に変換し端子２ｃ，２ｄ間に出力させ、信号Ｓ４をインバータ４に出力して第１のＤＣ／ＤＣコンバータ２の出力を可変周波数可変電圧の三相交流に変換して出力させ、モータジェネレータ６を電動機として動作させ可変速駆動し走行させる。また、必要に応じてエンジン９にて車両を走行させる。
【００１３】
車両の制動時や減速時には、図示しない駆動輪に連結されたモータジェネレータ６が発電機として動作し車両の走行時における慣性エネルギーを電力に変換するが、電子制御ユニット１０はインバータ４に信号Ｓ４を発信しモータジェネレータ６が発電した交流電力を直流に変換して直流回収電力としての直流出力として出力させるとともに第２のＤＣ／ＤＣコンバータ３に信号Ｓ２を発信してインバータ４の直流出力を上記直流出力の電圧とは別の電圧の直流電力に変換して、端子３ｃ，３ｄに接続された電気二重層キャパシタ７に蓄電する。なお、平滑コンデンサ８はモータジェネレータ６が発電した電力をインバータ４が直流電力に変換するとき、端子４ａ，４ｂ間の電圧を平滑する。また、必要に応じて電子制御ユニット１０は第２のＤＣ／ＤＣコンバータ３に信号Ｓ２を発信するとともにインバータ４に信号Ｓ４を発信し、電気二重層キャパシタ７に蓄積されたエネルギー（電荷）を、第２のＤＣ／ＤＣコンバータ３及びインバータ４を介して可変周波数可変電圧の三相交流電力に変換しモータジェネレータ６の駆動に用いるとともに、適宜第３のＤＣ／ＤＣコンバータ５に信号Ｓ３を発信しバッテリ１に適した電圧に変換し、バッテリ１に充電蓄積する。このようにして、急激に発生する回生エネルギーを急速充放電が可能でサイクル特性に優れ充放電効率の高い電気二重層キャパシタ７に一時的に蓄積し、その後バッテリ１に移したり、モータジェネレータ６による走行に使用する。
【００１４】
また、一定時間車両の運転が停止されるとき例えば翌朝までの間使用が停止されるときは、電子制御ユニット１０はその停止を例えば一定時間電気二重層キャパシタ７への蓄電動作が行われていないことを例えば電子制御ユニット１０から信号Ｓ２が一定時間発信されていないことにより検出して、信号Ｓ３を第３のＤＣ／ＤＣコンバータ５に発信して、まず時間ｔ３において電気二重層キャパシタ７に充電されている電荷をバッテリ１へ移す動作を開始させ、時間ｔ４において、電気二重層キャパシタ７の電圧をこの発明における第１の所定値としての零にする。このとき、電気二重層キャパシタ７の端子電圧は、例えば図２（ａ）に示すＶｃｄのように定格電圧Ｖｃｒから零になり、電気二重層キャパシタ７の放電電流Ｊｃｄは、図２（ｂ）に示すように変化する。これにより、電気二重層キャパシタ７は不使用時は端子電圧が零にされる。なお、一定時間車両の運転が停止される場合を検出する検出方法は、図示していない上位の車両制御ユニットにて電子制御ユニット１０から信号Ｓ２が一定時間発信されていないことにより検出したり、あるいは他の方法によって検出してもよい。また、電気二重層キャパシタ７の端子電圧をこの発明における第１の所定値としての零にするとして説明したが、一定値以下の低い電圧であれば電気二重層キャパシタ７の寿命は延びるので、第１の所定値は必ずしも零である必要はない。
【００１５】
なお、ハイブリッド自動車を想定したモータジェネレータとエンジンとを組み合わせた車両に搭載される車載電源装置について説明を行ったが、図３に示すように車両が電気自動車であってバッテリ１に蓄積された電気エネルギーをインバータ４を介して交流回転電機としての車両駆動用のモータ１２に供給し車両を駆動し、車両の制動時や減速時にはモータ１２が発電機として動作して回生電力をインバータ４により直流に変換するものであっても、同様の効果を奏する。さらに、図４に示すように従来の自動車であるエンジン９により駆動されるオルタネータ（整流装置内蔵三相交流発電機）１１がその端子１１ａ，１１ｂを介して第１のＤＣ／ＤＣコンバータ２及び第２のＤＣ／ＤＣコンバータ３に接続され、車両の制動時や減速時にはエンジン９を介してオルタネータ１１が駆動され回生電力を電気二重層キャパシタ７やバッテリ１に蓄積する車載電源装置であっても、同様の効果を奏する。
【００１６】
以上のように、この実施の形態によれば、車両の使用開始時に電気二重層キャパシタ７を初期充電することにより、車両が走行するときの慣性エネルギーを電気二重層キャパシタ７に蓄電するときに非常に大きなキャパシタ充電電流が第２のＤＣ／ＤＣコンバータ３に流れることを抑制することができ、急峻に発生するモータジェネレータ６からの大きな回生電力（回生エネルギー）を効率良く電気二重層キャパシタ７に蓄電でき、なおかつ車載電源装置の非使用時に電気二重層キャパシタ７の端子電圧を零あるいは所定値以下の値に制御することにより、電気二重層キャパシタ７の長寿命化を図ることができる。また、急峻に発生するモータジェネレータ６からの大きな回生電力を、まず急速充放電が可能でサイクル特性に優れ充放電効率の高い電気二重層キャパシタ７に蓄積することにより、バッテリ１への急激で大きな電流での充放電を抑制することができ、バッテリ１を長寿命化できるという効果も奏する。
【００１７】
実施の形態２．
図５〜図７は、この発明を実施するための実施の形態２を示すものであり、図５は車載電源装置の構成を示す構成図、図６は図５の車載電源装置の変形例を示す構成図、図７はさらに別の変形例である車載電源装置の構成を示す構成図である。図５において、図１における第２のＤＣ／ＤＣコンバータ３及び第３のＤＣ／ＤＣコンバータ５の双方の機能を第４のＤＣ／ＤＣコンバータ１３に持たせたものである。図５において、バッテリ１のプラス側端子は第１のＤＣ／ＤＣコンバータ２の端子２ａに接続されており、バッテリ１のマイナス側端子は第１のＤＣ／ＤＣコンバータ２の端子２ｂに接続されている。第１のＤＣ／ＤＣコンバータ２の端子２ｃは、第４のＤＣ／ＤＣコンバータ１３の端子１３ａ、インバータ４の端子４ａ及び平滑コンデンサ８の一方の端子に接続されている。第１のＤＣ／ＤＣコンバータ２の端子２ｄは、第４のＤＣ／ＤＣコンバータ１３の端子１３ｂ、インバータ４の端子４ｂ及び平滑コンデンサ８の他方の端子に接続されている。
【００１８】
第４のＤＣ／ＤＣコンバータ１３の端子１３ｃは電気二重層キャパシタ７の一方の端子に接続されており、第４のＤＣ／ＤＣコンバータ１３の端子１３ｄは電気二重層キャパシタ７の他方の端子に接続されている。モータジェネレータ６とエンジン９は機械的に連結されている。また、制御装置としての電子制御ユニット２０は、第１のＤＣ／ＤＣコンバータ２、第４のＤＣ／ＤＣコンバータ１３及びインバータ４をここには図示されていない上位車両電子制御ユニットからの信号に基づいて、信号Ｓ６，Ｓ７，Ｓ８を発信して制御する。なお、第４のＤＣ／ＤＣコンバータ１３がこの発明における直流−直流電力変換装置であり、かつこの発明における充電用電力変換装置として兼用されるものであり、第４のＤＣ／ＤＣコンバータ１３及びインバータ４がこの発明におけるエネルギー回収用電力変換装置である。
【００１９】
次に、動作について図５及び図２を用いて説明する。車両の使用開始に際し、図示しない始動スイッチが入れられると、電子制御ユニット２０は第１のＤＣ／ＤＣコンバータ２、第４のＤＣ／ＤＣコンバータ１３に信号Ｓ６，Ｓ７を発信して、図２（ａ）における時間ｔ１において第１のＤＣ／ＤＣコンバータ２、第４のＤＣ／ＤＣコンバータ１３を動作させ、端子１３ａ，１３ｂ間の電圧を変換して電気二重層キャパシタ７を図２（ｂ）に示すように定電流Ｊｃｃで充電し、電気二重層キャパシタ７の端子電圧を図２（ａ）のＶｃのように直線状に上昇させ、この発明における第１の所定値よりも高い第２の所定値としての所定のキャパシタ初期充電電圧Ｖｃｓ（例えば電気二重層キャパシタ７の定格電圧の１／３〜１／２）まで上昇させ，時間ｔ２において充電を停止する。
【００２０】
車両の制動時や減速時には、図示しない駆動輪に連結されたモータジェネレータ６が発電機として動作し車両の慣性エネルギーを電力に変換するが、電子制御ユニット２０はインバータ４に信号Ｓ８を発信するとともに第４のＤＣ／ＤＣコンバータ１３に信号Ｓ７を発信し、モータジェネレータ６が発電した電力を直流電力に変換して、端子１３ｃ，１３ｄに接続された電気二重層キャパシタ７に蓄電する。その他の動作については、実施の形態１と同様である。
【００２１】
また、一定時間車両の運転が停止されるとき例えば翌朝までの間使用が停止されるときは、電子制御ユニット２０はその停止を例えば一定時間電気二重層キャパシタ７への蓄電動作が行われていないことを例えば電子制御ユニット２０から信号Ｓ７が一定時間発信されていないことにより検出して、信号Ｓ７及びＳ６を第４及び第１のＤＣ／ＤＣコンバータ１３及び２に発信して、まず時間ｔ３において電気二重層キャパシタ７に充電されている電荷をバッテリ１へ移す動作を開始させ、時間ｔ４において、電気二重層キャパシタ７の電圧をこの発明における第１の所定値としての零にする。このとき、電気二重層キャパシタ７の端子電圧は、例えば図２（ａ）に示すＶｃｄのように定格電圧Ｖｃｒから零になり、電気二重層キャパシタ７の放電電流Ｊｃｄは、図２（ｂ）に示すように変化する。これにより、電気二重層キャパシタ７は不使用時は端子電圧が零にされる。なお、一定時間車両の運転が停止される場合を検出する検出方法は、図示していない上位の車両制御ユニットにて電子制御ユニット２０から信号Ｓ２が一定時間発信されていないことにより検出したり、あるいは他の方法によって検出してもよい。また、電気二重層キャパシタ７の端子電圧をこの発明における第１の所定値としての零にするとして説明したが、一定値以下の低い電圧であれば電気二重層キャパシタ７の寿命は延びるので、第１の所定値は必ずしも零である必要はない。
【００２２】
なお、以上ではハイブリッド自動車を想定したモータジェネレータ６とエンジン９との組み合わせた車載電源装置について説明を行ったが、図６に示すように車両が電気自動車であってバッテリ１の電力を第１のＤＣ／ＤＣコンバータ２及びインバータ４を介してモータ１２に供給することにより車両を駆動し、車両の制動時や減速時にはモータ１２が発電機として動作して回生電力をインバータ４により直流に変換するものであっても、同様の効果を奏する。さらに、図７に示すように従来の自動車であるエンジン９により駆動される発電機としてのオルタネータ１１がその端子１１ａ，１１ｂを介して第１のＤＣ／ＤＣコンバータ２及び第４のＤＣ／ＤＣコンバータ１３に接続され、車両の制動時や減速時には車両の慣性エネルギーが車輪からエンジン９を介してオルタネータ１１に伝達されて駆動されオルタネータ１１で発電した回生電力を電気二重層キャパシタ７やバッテリ１に蓄電する車載電源装置であっても、同様の効果を奏する。また、車両の慣性エネルギーを電力に変換する発電機は、交流発電機に限られるものではなく、直流発電機であってもよく、この場合は例えば図１においてインバータ５の代わりに別のＤＣ／ＤＣコンバータを設けたり、あるいはインバータ５を省略することもできる。
【符号の説明】
【００２３】
１ バッテリ、３ 第２のＤＣ／ＤＣコンバータ、４ インバータ、
５ 第３のＤＣ／ＤＣコンバータ、６ モータジェネレータ、
７ 電気二重層キャパシタ、９ エンジン、１０，２０ 電子制御ユニット、
１１ オルタネータ、１２ モータ、１３ 第４のＤＣ／ＤＣコンバータ。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
蓄電装置、エネルギー回収用電力変換装置、充電用電力変換装置、電気二重層キャパシタ及び制御装置を備え車両に搭載される車載電源装置であって、
上記エネルギー回収用電力変換装置は、上記車両の慣性エネルギーを回収するために電気エネルギーに変換した電力を変換して上記電気二重層キャパシタに蓄積するものであり、
上記充電用電力変換装置は、上記電気二重層キャパシタを上記蓄電装置に接続するものであり、
上記制御装置は、上記エネルギー回収用電力変換装置の動作が所定時間以上停止するときに上記電気二重層キャパシタに蓄積されたエネルギーを上記蓄電装置に蓄積するかあるいは消費することにより上記電気二重層キャパシタの端子電圧を所定値以下に低下させるとともに、上記エネルギー回収用電力変換装置の動作開始に先立ち上記充電用電力変換装置を動作させ上記電気二重層キャパシタの端子電圧が上記所定値よりも高い第２の所定値になるように上記蓄電装置から上記電気二重層キャパシタに充電するものである
車載電源装置。
【請求項２】
上記車両は、ハイブリッド車両または電気自動車であって、上記車両を駆動する交流回転電機を有するものであり、
上記エネルギー回収用電力変換装置は、回転電機用電力変換装置と直流−直流電力変換装置とを有するものであって、
上記回転電機用電力変換装置は、直流側端子と交流側端子とを有し、上記直流側端子が上記蓄電装置に接続され上記蓄電装置の直流を上記交流回転電機を駆動するための交流に変換して上記交流側端子から出力し、上記交流回転電機が発電機として動作し上記車両の慣性エネルギーを交流電力として回収するときは上記交流側端子に入力される上記交流電力を直流に変換して上記直流側端子から直流回収電力として出力するものであり、
上記直流−直流電力変換装置は、上記直流回収電力を電圧変換して上記電気二重層キャパシタに蓄積するものである
ことを特徴とする請求項１に記載の車載電源装置。
【請求項３】
上記直流−直流電力変換装置が上記充電用電力変換装置として兼用されるものである
ことを特徴とする請求項２に記載の車載電源装置。
【請求項４】
上記車両は、内燃機関を車両駆動動力源とするものであり、
上記エネルギー回収用電力変換装置は、上記車両の慣性エネルギーを回収するために電気エネルギーに変換した電力を変換して上記電気二重層キャパシタに蓄積するものである
ことを特徴とする請求項１に記載の車載電源装置。
【請求項１】
蓄電装置、エネルギー回収用電力変換装置、充電用電力変換装置、電気二重層キャパシタ及び制御装置を備え車両に搭載される車載電源装置であって、
上記エネルギー回収用電力変換装置は、上記車両の慣性エネルギーを回収するために電気エネルギーに変換した電力を変換して上記電気二重層キャパシタに蓄積するものであり、
上記充電用電力変換装置は、上記電気二重層キャパシタを上記蓄電装置に接続するものであり、
上記制御装置は、上記エネルギー回収用電力変換装置の動作が所定時間以上停止するときに上記電気二重層キャパシタに蓄積されたエネルギーを上記蓄電装置に蓄積するかあるいは消費することにより上記電気二重層キャパシタの端子電圧を所定値以下に低下させるとともに、上記エネルギー回収用電力変換装置の動作開始に先立ち上記充電用電力変換装置を動作させ上記電気二重層キャパシタの端子電圧が上記所定値よりも高い第２の所定値になるように上記蓄電装置から上記電気二重層キャパシタに充電するものである
車載電源装置。
【請求項２】
上記車両は、ハイブリッド車両または電気自動車であって、上記車両を駆動する交流回転電機を有するものであり、
上記エネルギー回収用電力変換装置は、回転電機用電力変換装置と直流−直流電力変換装置とを有するものであって、
上記回転電機用電力変換装置は、直流側端子と交流側端子とを有し、上記直流側端子が上記蓄電装置に接続され上記蓄電装置の直流を上記交流回転電機を駆動するための交流に変換して上記交流側端子から出力し、上記交流回転電機が発電機として動作し上記車両の慣性エネルギーを交流電力として回収するときは上記交流側端子に入力される上記交流電力を直流に変換して上記直流側端子から直流回収電力として出力するものであり、
上記直流−直流電力変換装置は、上記直流回収電力を電圧変換して上記電気二重層キャパシタに蓄積するものである
ことを特徴とする請求項１に記載の車載電源装置。
【請求項３】
上記直流−直流電力変換装置が上記充電用電力変換装置として兼用されるものである
ことを特徴とする請求項２に記載の車載電源装置。
【請求項４】
上記車両は、内燃機関を車両駆動動力源とするものであり、
上記エネルギー回収用電力変換装置は、上記車両の慣性エネルギーを回収するために電気エネルギーに変換した電力を変換して上記電気二重層キャパシタに蓄積するものである
ことを特徴とする請求項１に記載の車載電源装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１２−２３７９１（Ｐ２０１２−２３７９１Ａ）
【公開日】平成２４年２月２日（２０１２．２．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１５７４８３（Ｐ２０１０−１５７４８３）
【出願日】平成２２年７月１２日（２０１０．７．１２）
【出願人】（０００００６０１３）三菱電機株式会社 (33,312)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年２月２日（２０１２．２．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年７月１２日（２０１０．７．１２）
【出願人】（０００００６０１３）三菱電機株式会社 (33,312)
【Ｆターム（参考）】
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